云計算安全問題的研究

李雅楠

【摘要】文章介紹了云計算的分類及特點，分析了云計算特有的一些安全問題，并提出了合理的安全防護策略。

【關鍵詞】云計算云安全安全防護

云計算是當前發展十分迅猛的新型產業，是產業界、學術界、政府等各界均十分關注的焦點。云計算將計算任務分布到由大量計算機構成的資源池，從而使用戶能夠根據需要獲取計算能力、存儲空間和應用，這樣不僅使用戶能夠更加專注于自己的業務，也有利于提高資源利用效率、降低成本。正如Internet的革新使大眾可以訪問信息，云計算也在對信息科技做著同樣的變革。它不僅是互聯網技術發展、優化和組合的結果，也為整個社會信息化帶來了全新的服務模式，將對人類社會生活帶來重大變革[1]。

雖然云計算產業具有巨大的市場增長前景，但它在提高使用效率的同時，為實現用戶信息資產安全與隱私保護帶來極大的沖擊與挑戰。安全問題已成為云計算領域亟待突破的問題，其重要性與緊迫性不容忽視。

一、理解云計算

云計算是傳統計算機技術和網絡技術如網格計算、分布式計算、并行計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等技術發展融合的產物，是一種新興的網絡商業模式。在云計算模式下，軟件、硬件、數據等資源均可以根據客戶端的動態需求按需提供。

云計算不僅是一種技術，更是一種服務模式。普遍認為云計算的服務模式可以分為三類：軟件即服務，平臺及服務以及基礎設施及服務。這三類服務模式被認為是云計算體系架構的三個層次，但他們在技術實現上并沒有必然的聯系，SaaS可以在IaaS的基礎上實現，也可以在PaaS的基礎上實現，也可以獨立實現；類似的，PaaS可以在IaaS的基礎上實現，也可以獨立實現。從SaaS到PaaS到IaaS的服務模式變遷中，客戶或租戶可以對更多的資源有著更多的安全控制。

云計算作為一種全新的商業模式，它改變了計算分布或分配的模式。根據計算分配模式的不同，云部署模式分為四種：公共云，私有云，社區云和混合云。這四種模式解決了諸如池化云資源這類廣泛存在的問題。從公共云遷移到社區云以及從社區云遷移到私有云，客戶或租戶可以對更多地資源有著更多的安全控制。云模型如圖1所示[2]：

三、云計算面臨的安全問題

云計算服務基于寬帶網絡特別是互聯網提供，面臨各類傳統安全威脅，且安全問題隨系統規?；环糯?。另一方面，云計算與傳統的計算模式相比具有開放性、分布式計算與存儲、無邊界、虛擬性、多租戶、數據的所有權和管理權分離等特點，同時，云中包含大量軟件和服務，以各種標準為基礎，數據量龐大，系統非常復雜，因而在技術、管理和法律等方面面臨新的安全挑戰。此外，云計算系統中存放著海量的重要用戶數據，對攻擊者來說具有更大的誘惑力，如果攻擊者通過某種方式成功攻擊云系統，將會給云計算服務提供商和用戶帶來重大損失，因此，云計算的安全性面臨著比以往更為嚴峻的考驗。與傳統IT安全比較，云計算特有的安全問題主要有以下三個方面：（1）云計算平臺導致的安全問題。云計算平臺聚集了大量用戶和數據資源，更容易吸引黑客攻擊，而故障一旦發生，其影響范圍多，后果更加嚴重。此外，其開放性對接口的安全也提出了更高的要求。另外，云計算平臺上集成了多個租戶，多租戶之間的信息資源如何安全隔離也成為云計算安全的突出問題。（2）虛擬化環境下的技術及管理問題。傳統的基于物理安全邊的防護機制難以有效保護基于共享虛擬化環境下的用戶應用及信息安全。另外，云計算的系統如此之大，而且主要是通過虛擬機進算，一旦出現故障，如何快速定位問題所在也是一個重大挑戰。（3）云計算這種全新的服務模式將資源的所有權、管理權及使權進行了分離，因此用戶失去了對物理資源的直接控制，會面臨與服務商協作的一些安全問題，如用戶是否會面臨服務退出障礙，不完整和不安全的數據刪除會對用戶造成損害，因此如何界定用戶與服務提供商的不同責任也是一個重要問題。

四、云計算安全防護

4.1基礎設施安全

云數據安全包含的內容遠遠不只是簡單的數據加密。數據安全的需求隨著三種服務模式，四種部署模式（公共云、私有云、社區云、混合云）以及對風險的承受能力而變化。滿足云數據安全的要求，需要應用現有的安全技術，并遵循健全的安全實踐，必須對各種防范措施進行全盤考慮，使其構成一道彈性的屏障。主要安全措施包括對不同用戶數據進行虛擬化的邏輯隔離、使用身份認證及訪問管理技術措施等，從而保障靜態數據和動態數據的保密性、完整性、可用性、真實性、授權、認證和不可抵賴性。

4.3虛擬化安全

虛擬化的安全包括兩方面的問題：一是虛擬技術本身的安全，二是虛擬化引入的新的安全問題。虛擬技術有許多種，最常用的是虛擬機（VM）技術，需考慮VM內的進程保護，此外還有Hypervisor和其他管理模塊這些新的攻擊層面?？梢圆捎玫陌踩胧┯校禾摂M鏡像文件的加密存儲和完整性檢查、VM的隔離和加固、VM訪問控制、虛擬化脆弱性檢查、VM進程監控、VM的安全遷移等。

4.4身份認證與訪問管理（IAM，Identity and Access Management）

IAM是用來管理數字身份并控制數字身份如何訪問資源的方法、技術和策略，用于確保資源被安全訪問的業務流程和管理手段，從而實現對企業信息資產進行統一的身份認證、授權和身份數據集中化的管理與審計。IAM是保證云計算安全運行的關鍵所在。傳統的IAM管理范疇，例如自動化管理用戶賬號、用戶自助式服務、認證、訪問控制、單點登錄、職權分離、數據保護、特權用戶管理、數據防丟失保護措施與合規報告等，都與云計算的各種應用模式息息相關。

IAM并不是一個可以輕易部署并立即產生效果的整體解決方案，而是一個由各種技術組件、過程和標準實踐組成的體系架構[3]。標準的企業級IAM體系架構包含技術、服務和過程等幾個層面，其部署體系架構的核心是目錄服務，目錄服務是機構用戶群的身份、證書和用戶屬性的信息庫。

4.5應用安全

由于云環境的靈活性、開放性以及公眾可用性等特性，給應用安全帶來了很多挑戰。云計算的應用主要通過Web瀏覽器實現。因此，在云計算中，對于應用安全，尤其需要注意的是Web應用的安全。要保證SaaS的應用安全，就要在應用的設計開發之初，制定并遵循適合SaaS模式的安全開發生命周期規范和流程，從整體生命周期上去考慮應用安全?？梢圆捎玫姆雷o措施有訪問控制、配置加固、部署應用層防火墻等。

五、結束語

本文針對云計算安全風險進行了深入的分析和探索，提出了一些較為合理的安全防范措施。但是，云計算安全并不僅僅是技術問題，它還涉及標準化、監管模式、法律法規等諸多方面，遵循已有的最佳安全實踐可以加強云計算的安全。

參考文獻

[1]中國電信網絡安全實驗室.云計算安全技術與應用.電子工業出版社.2012

[2]（美）Vic（J.R）Winkler著，劉戈周，楊澤明，徐峻鋒譯.云計算安全架構、戰略、標準與運營.機械工業出版社.2013

[3] Tim Mather，Subra Kumaraswamy，Shahed Latif著，劉戈周，楊澤明，劉寶旭譯.云計算安全與隱私.機械工業出版社.2011